Voordat die metodes van molekulêre biologie oorweeg word, is dit nodig om ten minste in die mees algemene terme te verstaan en te besef wat molekulêre biologie self is en wat dit bestudeer. En hiervoor sal jy nog dieper moet delf en die eufoniese konsep van "genetiese inligting" hanteer. En onthou ook wat 'n sel, kern, proteïene en deoksiribonukleïensuur is.
Wat is wat, of basiese kennis
Alle mense wat 'n basiese biologiekursus by die skool gevolg het, moet weet dat die liggaam van elke mens en dier uit organe, spiere en bene bestaan. En dit word uit verskillende weefsels gevorm, wat weer uit selle gevorm word.
Dop, sitoplasma, verskeie proteïene en die kern is die hoofkomponente van die mees gewone sel. Maar die inligting oor hoe proteïene gebou en funksioneer is geleë in die kern, en om meer presies te wees, in die deoksiribonukleïensuur. Dit is in die wêreldbekende DNS-string dat die data oor hoe proteïene moet werk gestoor en gestoor word. Alle verdere ontwikkeling van die organisme hang af van die korrekte konstruksie van deoksiribonukleïensuur. Uit die oogpunt van bioloë is niks belangriker nie. Ons kan sê dat die hele lewe van 'n persoon afhang van 'n miljard van die kleinste ongelukke wat sy genoom kan verander.
Molekulêre biologie is net dieselfde en bestudeer die prosesse wat in selle plaasvind: hoe data van deoksiribonukleïensuur na proteïene oorgedra word, hoe hulle aanvanklik daar kom, wat is die hooffunksies van proteïene, hoe hulle gevorm word.
Sedert die twintigerjare van die twintigste eeu het molekulêre biologie aktief ontwikkel. Die wêreld se voorste wetenskaplikes het hul lewens aan die studie van deoksiribonukleïensuur en die werking van proteïene gewy. Baie verbysterende ontdekkings is gemaak. Byvoorbeeld, die wetenskaplike Francis Crick het aan die vooraand van die sestigerjare die Sentrale Dogma van molekulêre biologie geformuleer. Die essensie van hierdie wet is dat genetiese data van deoksiribonukleïensuur na ribonukleïensuur beweeg, en van daar na proteïen. Maar die proses kan nie in die teenoorgestelde rigting gaan nie.
Dit was eers nader aan die begin van die een-en-twintigste eeu dat die vorming van die hoofmetodes van molekulêre biologie begin het. Danksy dit het 'n ware deurbraak in die wetenskap plaasgevind: wetenskaplikes het uitgevind hoe en waaruit deoksiribonukleïensuur gevorm word. Biologie en chemie was nog nooit weer dieselfde nie.
Molekulêre biologiemetodes
Daar is basiesemaniere om deoksiribonukleïensure en ribonukleïensure te verander, asook manipulasies met proteïene. Die hele punt van die beginsels en metodes van biochemie en molekulêre biologie is om iets nuuts oor DNA en proteïene uit te vind.
Die eerste metode. Sny
Vir die eerste keer het wetenskaplikes ten volle besef dat hulle die struktuur van deoksiribonukleïensuur in die verre vyftigerjare van die twintigste eeu kon verander, toe hulle 'n baie spesiale ensiem ontdek het. Nobelpryswenners Smith, Nathans en Arber, wat hierdie proteïen in 1978 geïsoleer en gebruik het, het dit die beperkingsensiem genoem. So 'n taamlik harde naam is gekies omdat hierdie ensiem 'n ongelooflike vermoë gehad het: dit kon letterlik deur deoksiribonukleïensuur sny.
Tweede metode. Koppel
Dikwels word die metodes van molekulêre biologie nie alleen gebruik nie, maar in pare met mekaar. Die eerste twee metodes uit hierdie lys kan hier as voorbeeld dien. Die doel van biologiese wetenskaplikes is nie soseer om die deoksiribonukleïensuurmolekule te isoleer as om 'n nuwe molekule te skep nie. Hierdie missie is onontbeerlik sonder 'n ander ensiem: DNA-ligase. Dit is in staat om kettings van deoksiribonukleïensuur aan mekaar te verbind. Boonop kan die kettings aan selle van heeltemal verskillende tipes behoort, en dit sal niks beïnvloed nie.
Derde metode. Verdeel
Dit gebeur dikwels dat deoksiribonukleïensuurmolekules verskillende lengtes het. Sodat dit nie inmeng met die werk van wetenskaplikes, is hulle verdeeld metgebruik van die verskynsel van elektroforese. 'n Deoksiribonukleïensuurmolekule word in 'n sekere stof gedompel, en dit self word in 'n elektriese veld gedompel, onder die invloed waarvan skeiding plaasvind.
Die vierde metode. Herken die essensie
Metodes van biochemie en molekulêre biologie verskil. Dikwels is hul doel nie om gene te verander nie, maar om dit te bestudeer. Om die essensie van DNA te openbaar, word hibridisering van nukleïensure gebruik. Die eksperiment self verloop soos volg: eerstens word deoksiribonukleïensuur verhit. As gevolg hiervan word die kettings ontkoppel. Die proses moet twee keer herhaal word met twee verskillende deoksiribonukleïensure. Dan word hulle met mekaar gekombineer, en uiteindelik word die mengsel afgekoel. Na gelang van hoe vinnig of stadig verbastering plaasvind, vind wetenskaplikes uit hoe die deoksiribonukleïensuurketting self geformuleer word.
Die vyfde metode. Kloon
Molekulêre biologie navorsingsmetodes is altyd onderling verwant, maar veral in hierdie geval, want in werklikheid is kloning 'n kombinasie van alle vorige metodes om met gene te werk. Eerstens moet jy die deoksiribonukleïensuur in dele verdeel. Vervolgens word bakterieë in 'n proefbuis gekweek, en die gevolglike kettings vermeerder daarin.
Sesde metode. Definieer
Terug in die vyftigerjare van die twintigste eeu het 'n bioloog van Swede, Per Victor Edman, met 'n metode vorendag gekom. Met sy hulp was dit moontlik om sonder veel moeite die volgorde van aminosure in 'n proteïen te herken.
Sewendemetode. Wysig
Die beginsels en metodes van molekulêre biologie is hoofsaaklik gebaseer op werk met selle. Die feit is dat 'n wetenskaplike met behulp van die sogenaamde geengeweer deoksiribonukleïensuur in die selle van plante, diere en mense kan spuit. Selle verander dus, verkry nuwe eienskappe en funksies. Die kern en ander organelle word drasties verander deur hierdie eksperiment.
Die agtste metode. Verken
Gene, wat verslaggewergene genoem word, kan aan ander gene geheg word en met behulp van hierdie redelik eenvoudige aksie, om te bestudeer wat binne die selle gebeur. Hierdie metode word ook gebruik om uit te vind hoe duidelik gene in 'n sel gemanifesteer word. Die LacZ-geen speel gewoonlik die rol van 'n verslaggewer.
Negende metode. Ontdek
Om onder andere 'n spesifieke geen te isoleer, voer wetenskaplikes peperwortelperoksidase in die sel in. Daar kombineer dit met 'n molekule en stuur 'n sterk genoeg sein uit wat die wetenskaplike in staat stel om die kwantitatiewe en kwalitatiewe eienskappe van die sel te bepaal.
Gevolgtrekking
In ons tyd beweeg die wetenskap uiters aktief vorentoe. Veral op die gebied van biologie. Nuwe funksies en tipes selle, heeltemal nuwe metodes van molekulêre biologie word ontdek. Dit is moontlik dat die toekoms van hierdie ontdekkings sal afhang. En hierdie ontdekkings is op hul beurt afhanklik van moderne metodes van molekulêre biologie.
